电子测量中的计量光栅读数头多相信号的获得方法
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2020-11-13
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电子测量中的计量光栅读数头多相信号的获得方法电子测量中的计量光栅读数头多相信号的获得方法
用光电器件探测莫尔条纹的移动，便可测出指示光栅的移动量。这里有两个问题必须解决：一是如何辨别指示
光栅的移动方向，二是如何对莫尔条纹进行细分。通常的办法是采用在一个莫尔条纹宽度内均布4个光电探头，
从而取出四相信号，然后再用电子信号处理的方法实现辨向和细分。因为取得多相信号的方法涉及光栅读数头
的结构布局，这里综合地简述一下获得多相信号的两种方法。 ①四分透镜法：从原理上说，只要能使莫尔
条纹成多个像的方法都可以获得多相信号。用四分透镜（实质上就是4个不同轴的透镜）可以得到莫尔条纹的4
个像，分别用4个光电组件去接收，就输出4个信号。图1就是采用四分透镜获得四个光栅信号的方案。四分透镜
就是将1块透
用光电器件探测莫尔条纹的移动，便可测出指示光栅的移动量。这里有两个问题必须解决：一是如何辨别指示光栅的移动
方向，二是如何对莫尔条纹进行细分。通常的办法是采用在一个莫尔条纹宽度内均布4个光电探头，从而取出四相信号，然后
再用电子信号处理的方法实现辨向和细分。因为取得多相信号的方法涉及光栅读数头的结构布局，这里综合地简述一下获得多
相信号的两种方法。
①四分透镜法：从原理上说，只要能使莫尔条纹成多个像的方法都可以获得多相信号。用四分透镜（实质上就是4个不同
轴的透镜）可以得到莫尔条纹的4个像，分别用4个光电组件去接收，就输出4个信号。图1就是采用四分透镜获得四个光栅信
号的方案。四分透镜就是将1块透镜分隔为4份，如图1（b）所示，然后重新排列而成。当然也可以利用棱镜和反光镜获得分
像效果。
1一聚光镜 2一指示光栅 3一四分透镜 4一狭缝 5一光电二极管
图1 四分透镜读数头
②列阵光电组件法：用多个光电组件排列在一起，去接收同一个莫尔条纹信号，就可以得到多个不同相位的信号。图2是
采用四极硅光电池的情况。若要取得沟个信号，莫尔条纹宽度为B，则单个光电组件在条纹宽度方向上的尺寸为b=B/n。
图2 四极硅光电池
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